五彩灣的露天礦附近,有一條長約3.5公里的輸煤膠帶。剛剛開采出的新鮮的黑色煤塊,被均勻地堆放在膠帶上,高速地運往當?shù)匕l(fā)電廠。在有序的、持續(xù)滾動的膠帶旁邊,跟隨著由華夏天信研發(fā)的AI巡檢機器人,一天之內(nèi),它要在這條長長的膠帶旁來來回回巡檢多次,檢查設備使用狀況、統(tǒng)計分析各類信息,并進行火災、故障等事故預警。
此前,這份又苦又累的工作,是由煤礦巡檢人員徒步巡線完成的。然而,邊疆的氣候較為惡劣,最炎熱時氣溫高達五十度,最寒冷時又驟降至零下四十度左右,并時常伴有風雪、大雨等惡劣天氣。為了輸煤膠帶的正常工作,巡檢人員不得不常常在極端天氣里冒險工作,有時還會因誤看漏看而造成工作事故。
如今,巡檢員不必再冒著風沙、嚴寒、高溫沖在第一線,只需在集控室中通過語音交互對機器人下達指令,即可完成巡檢工作。借助于百度飛槳,巡檢機器人學會了“自己思考”,能夠自動識別出“危險信號”及時通報,成為一線工作人員的“最佳智慧助手”。
機器人“上班”,解決傳統(tǒng)難題
“某煤礦膠帶輸送遇火災坍塌事故”、“某煤礦出現(xiàn)運輸膠帶斷裂事故”、“作業(yè)人員檢查時未能與膠帶運輸機保持安全距離,造成1人重傷”……此類的礦區(qū)安全新聞屢見不鮮,成為煤炭運輸作業(yè)過程的一大隱患。早在2019年,國家煤礦安監(jiān)局便制定并公布了《煤礦機器人重點研發(fā)目錄》,重點研發(fā)應用5類38種煤礦機器人,其中,“膠帶機巡檢機器人”作為“安控類”的一種,被納入重點研發(fā)目錄之中。
在中國近萬座礦山的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中,輸煤用帶式輸送機是一種重要的煤炭運輸設備,礦區(qū)用量可達十幾臺至上百臺不等,是整體產(chǎn)業(yè)鏈中重要的一環(huán)。目前,大量煤礦企業(yè)現(xiàn)有監(jiān)控方式均為人工巡檢和安裝固定攝像頭定點監(jiān)視。但是固定攝像頭定點監(jiān)視的范圍有限,功耗大,維護任務艱巨,而人工巡檢一天頻率為2到3次,有時2人每組,重要的皮帶設備還需6人實施3班倒,導致人力資源的浪費。此外,由于工作條件惡劣,工作人員還存在被卷入皮帶的工作風險,對整體施工造成巨大的安全風險。
AI智能化識別與交互,成為解決煤帶巡檢難問題的出口。基于百度飛槳深度學習開源開放平臺的視覺工具套件,華夏天信開發(fā)出的輸煤膠帶智能巡檢機器人,不僅能實現(xiàn)高頻次、無間歇巡檢,還能通過攝像儀將實時視頻回傳并智能識別分析,一次性解決了工作效率、惡劣環(huán)境、作業(yè)安全等多項難題。
“我們的機器人在膠帶巡檢時,如果發(fā)現(xiàn)有拖軌異常高溫,就會語音播報諸如‘某條膠帶旁第幾號拖軌發(fā)現(xiàn)異常高溫’等信息,工作人員接收信息后,會通過語音的方式給維護工人下發(fā)異常處理消息,維護人員即可進行現(xiàn)場處理,這是最簡單的一種交互形式。另外一種交互方式,則是操作人員根據(jù)播報的異常溫度,衡量是否是在可接受范圍,依據(jù)情況選擇是否進行忽略處理。”據(jù)華夏天信(北京)機器人有限公司軟件總監(jiān)劉毅介紹,AI機器人可在多種場景下,輔助人工巡檢或者代替人工巡檢,實現(xiàn)生產(chǎn)運行系統(tǒng)信息交互、圖像展示、數(shù)據(jù)展示、預警、輔助決策、信息統(tǒng)計分析等功能,有效提升煤礦企業(yè)的安全管理。
AI進入專業(yè)場景,如何實現(xiàn)“縱身一躍”?
與其他巡檢場景相比,煤帶巡檢在硬件、場景、需求等方面均有著較高的差異化要求。從硬件上看,由于煤礦對于安全性要求高,巡檢機器人必須通過嚴格的火花實驗認證;從場景看,煤礦作業(yè)場景大多在荒郊野外,環(huán)境較為惡劣,對于可靠性穩(wěn)定性要求更高;從需求上看,機器人需針對巡檢目標進行定制化設計,如對紅外和可見光的分辨率和識別度設計、對膠帶機裂紋/脫煤/撒煤/堆煤的形態(tài)判斷,對于拖軌異音的識別等。如何才能在如此復雜的需求下,用AI賦能巡檢流程,實現(xiàn)輸煤環(huán)節(jié)的智能化質(zhì)變?
從早期探索開始,華夏天信(北京)機器人有限公司便通過持續(xù)的更迭,利用飛槳簡易的算法工具和產(chǎn)業(yè)級模型庫實現(xiàn)了開發(fā)與系統(tǒng)設計。巡檢過程中,機器人成為在集控室內(nèi)工作人的“眼鏡”,對視覺識別的依賴約占總體分析的5到6成;而語音交互則成為連接人與機器的紐帶,貫穿井下、地面下達指令等多個工作場景?；陲w槳目標檢測工具套件PaddleDetection,有效提升了機器人的視覺識別方案,解決了之前難以檢測或檢測速度慢、容易漏報和誤報等情況,識別準確率大幅提高。而且用飛槳開發(fā)部署的學習難度低,工程師得以更快上線業(yè)務,開發(fā)時間縮短70%以上。“創(chuàng)客北京2021”百度飛槳人工智能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新應用專項賽決賽中,華夏天信的“輸煤膠帶智能巡檢機器人系統(tǒng)”還榮獲了大賽特別獎,排名第一。
“煤炭礦區(qū)工作環(huán)境艱辛且惡劣,我們希望用機器人的替換,賦予行業(yè)新的生產(chǎn)力。第一步選定的目標便是膠帶機巡檢這一工種,通過研發(fā)與生產(chǎn)膠帶巡檢機器人,將更多一線人員從苦、臟、累、險的工作環(huán)境中解放出來。”華夏天信(北京)機器人有限公司總經(jīng)理高強表示。
除了輸煤膠帶巡檢,煤炭行業(yè)的其他作業(yè)場景也有待依靠智能化技術,實現(xiàn)質(zhì)變的“縱身一躍”。“現(xiàn)在井下大部分也已經(jīng)自動化了,自動化的設備掘進機、采煤機都已經(jīng)有了,但是需要好多人操作這些設備。自動化實現(xiàn)了,智能化還在路上,百度飛槳可以在這個領域助力我們做很多事,在設備的智能化、互通互聯(lián)互操作上都將大有作為。”高強博士說到,“我們希望把那些單價上億的自動采煤機,都通過百度AI大腦升級成智能機器人。”華夏天信將繼續(xù)攜手百度通過成熟可靠的AI解決方案打造智慧煤礦,實現(xiàn)傳統(tǒng)行業(yè)與設備智能化、物聯(lián)網(wǎng)的轉(zhuǎn)型升級,這就是行業(yè)的未來。
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